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量子通讯的优点是什么 量子通信在生活中的应用

生活经验知识分享

来历：返朴ID：fanpu2019
知彼至交，百战不殆；不知彼而至交，一胜一负；不知彼，不至交，每战必殆 。
上个月，我简略介绍了环绕量子通讯所发作的一些争议《量子通讯争议，都在争些什么？》，随后网上相继又呈现几篇文章，较为热烈了一阵 。可是，关于量子通讯的争议尽管很热烈，经典派有经典派的误区，量子派有量子派的罩门，可是两边都讲不到点子上，让人看了着急 。
先简略总结一下 。争议两边（经典派和量子派）对保密通讯有两种观念：经典派选用的是数学办法，赌的是你随意听，横竖你解不了密；量子派选用物理办法，赌的是只需你偷听，我就能知道 。
关于量子通讯的争辩，在网上两边平起平坐，而实际中经典派并没有占得优势，有以下几个要素 。
战略方面
从战略上讲，经典派托大了，没有一个重量级的人物出来站台 。量子派有潘建伟院士，必定能够镇得住场子的 。尽管也有几位院士宣布不同的声响，但他们是量子物理学方面的院士，评论的是量子通讯的具体细节，对立的是工程方面的敏捷铺开，很难归到经典派的阵营里 。经典派没有大佬站台，原因无外乎几种：经典派一盘散沙、没有大佬；经典派有大佬，可是大佬以为量子派说的对；经典派的大佬以为量子派说的不对，可是自己又吃不准，所以欠好亲身进场假如看走眼了，太丢人 。
仅有值得评论的状况便是，经典派的大佬拿不准状况，所以欠好站台从大局上看，体现出了经典派没有大佬站台 。
【量子通讯的优点是什么 量子通信在生活中的应用】战术方面
从战术上讲，经典派自负了，乃至没有一个人愿意想清楚量子派到底在说什么 。假如说大佬们太忙，没时间想这些细节，那么冲锋在前的对立者，总应该先搞清楚问题再上阵吧 。可是，如同也没有 。
经典派不供认量子派在技术上的确有个优点：能够发现有人偷听 。他们总是坚持说，我不怕偷听，你爱听不听，横竖你听不懂 。不管经典派仍是量子派，毕竟意图都是为运用者供给保密效劳，哪个重要哪个不重要，毕竟仍是由运用者决议 。运用者为什么不能以为发现偷听很重要呢？咱们无法替运用者做决议 。
经典派好像以为，量子派只能运用量子办法，不能捞过界 。他们说应该将量子暗码归入到完好的信息安全系统内，意思像是说，量子派永久只能用量子办法，肯定不许用经典办法 。可是保密的意图是保密，只需能够到达这个意图，能够无所不用其极了 。李红雨举了一个比如（查阅李红雨文章，请戳本文左下角阅览原文），128位的暗码，经过抱负的加密算法，能够等效于2128位异或加密的密钥长度，好像是说经典派远远强于量子派了 。可是，量子派说用量子通讯能够安全地传送这128个暗码，谁要是偷听我必定能发现，量子派却没有说必定要用这128个暗码只做一次一密 。能够做一次一密，和只做一次一密，仍是有不同的 。当有了这128个暗码，当然也能够用经典办法持续操作为什么约束我？
最近争议重启的一个首要原因是金贤敏的作业，有人说他的作业标明量子派声称的肯定安全性有缝隙，金贤敏说他的作业是支撑量子派的，而经典派却不这么以为 。以为自己对某件工作的观念比具体做那件事的人更正确，也是自负的一种体现吧 。
其他漏洞
以上3个比如有些抽象，经典派可能会以为自己被曲解了，那么再举几个具体的比如，阐明经典派没有搞清楚量子派做的是什么 。
以金贤敏的作业为例，加个光隔离器就能够防止这种进犯，而李红雨提出了两个反制手法，简略说便是消除光隔离器内部的磁场 。一个办法是高温消磁，另一个办法是设法抵消永磁铁的磁场 。而这办法并不实际，永磁体是几厘米巨细的磁环，光从环的孔洞中经过，外来的激光无法接触到这个磁体，当然不行能加热它，更无法发作磁场抵消它 。难道说，他能够去发送信息的屋里，用电吹风把这个永磁体干掉？
再说说使用非线性晶体下自发参量下转化进犯 。李红雨以为，由于某些非线性晶体能够把入射光子劈裂为两个光子，并且这两个光子的偏振与入射光子的偏振是肯定相关的，这样就能够确认入射光子的偏振；他还进一步以为：看来不行克隆原理毕竟没有成为BB84协议声称的金钟罩铁布衫 。其实，这种自发参量下转化进程能够发作的一个根本要求便是，入射光子的偏振有必要满意某个特定的条件量子通讯能够检测到偷听者，便是由于这种条件并不是不时都能够满意的 。
相关物理常识
光是电磁波，电磁场在笔直于光的传达方向替换振荡（电生磁、磁生电），所以光有偏振性 。这种偏振性能够用偏振片查验 。咱们看3D电影时，都要戴一副眼镜，这副眼镜便是由两个不同的偏振片构成：一个（如左眼的镜片）让笔直偏振的光经过，另一个（右眼的镜片）让水平偏振的光经过 。两个不同的投影机，分别用笔直偏振和水平偏振的光，把略为不同的两个印象投射在电影屏幕上 。假如不戴立体眼镜，每个眼睛都能看到这两个印象，所以就会觉得有些模模糊糊的；戴了立体眼镜，左眼和右眼看到的便是略有不同的印象，大脑主动把它们加工成立体印象了 。
说得再具体一些 。偏振片检测光的偏振性，由于它有一个特别的方向：当光的偏振方向与这个方向相一起（0度）就能够透射曩昔；当光的偏振与这个方向笔直时（90度），光就透不曩昔；当光的偏振既不笔直也不平行于这个特别方向时，就只有一部分光能够透过，如光的偏振方向与这个方向呈45度时，有一半光能够透曩昔 。
单光子通讯的BB84协议使用的便是光的偏振性，再加上单光子特性，一个光子是不能分红两个的 。一个45度偏振的光子照射在0度放置的偏振片上，有一半的几率透过，一半的几率透不曩昔但肯定不会一分为二的 。
张三和李四通讯，每次发射一个特定偏振的单光子，其偏振分为两类：一类是0度或90度偏振的，另一类是45度或135度偏振的 。为了确认收到的单光子的偏振品种，李四有必要恰当安放偏振片的方向：假如0度放置，就能够彻底确认光子偏振是0度仍是90；假如45度放置，就能够彻底确认光子偏振是45度仍是135度 。可是，关于0度放置的偏振片，45度和135度的偏振光子是无法区别的，只会误以为是0度或许90度；而45度放置的偏振片无法区别0度和90度的偏振光子，只会误以为是45度或许135度 。
接下来，张三随机地发送第一类或许第二类的偏振光子，李四随机地安顿检测偏振的构型 。李四的构型跟张三匹配了，就会确认地得到光子的偏振类型，假如不匹配，得到的光子偏振类型便是过错的 。张三和李四传送了一些光子今后，就用大喇叭通知对方，我的每个光子是哪一类的偏振，李四挑出那些与张三传送类型匹配的丈量构型（有一半的几率），就能得到正确的偏振构型了这便是量子暗码传送 。
王麻子想偷听，只能像李四相同瞎猜一个构型，然后截取张三发来的光子，丈量其偏振构型，还要再发一个光子给李四，这个光子的偏振只能是王麻子自己测到的那个偏振类型（不然就白测了） 。由于王麻子是瞎猜的构型，所以每次都有一半的几率猜错，这种过错就会反映在李四的丈量上，李四也就知道有人在偷听了 。
具体用数字阐明一下 。李四接到了1000个光子，又听到张三在大喇叭里喊的音讯，找出那500次是与张三匹配的丈量构型，假如丈量的成果与张三500次都相同，就阐明没有人在偷听：假如王麻子偷听的话，就会使得李四的成果有125次与张三的不相同（500的一半是250，250的一半是125），张三和李四就知道有人偷听了 。
这是一个简略的协议（实在协议比这个略微杂乱一些，由于要考虑计算涨落和环境噪声等要素） 。张三和李四传递信息，王麻子只能干瞪眼：他要么不干涉，不然就会被发现 。
可是，经典派好像不供认这一点，总是以为有办法反制 。例如金贤敏此次的注入进犯，或许曾经的探测器致盲进犯 。其实这些手法都需求有很强的光进入张三或李四的操控范围内，很简单被检测到 。至于说李红雨说到的非线性晶体下自发参量下转化进犯，以及其他人说的激光器就能很多仿制光子，都是违反了根本物理机制，断章取义导致的误解 。他们对拐骗态协议的质疑，也是相同的断章取义 。有些经典派走得更远，以为量子不行克隆原理不成立，其实便是对立整个量子力学的根底，这种精神状态恐怕不仅仅是用自负就能够描绘的了 。
上面选用的来自于李红雨文章的比如，颇能代表经典派的观念 。不幸的是，他们描绘的量子通讯的技术细节，彻底是牛唇不对马嘴 。乃至让人置疑，这些对立者会不会是量子派的托儿？持这种观念对立量子通讯的，根本上算是民科，这样对立的人越多，量子派就越快乐他们偷笑还来不及呢，哪里会出来对立？
简而言之，在现在的量子通讯争议里，经典派在战略上太托大，在战术上太自负，他们落在劣势当然也就不出预料了 。

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